超高海拔±800 kV直流输电线路直线塔极间距选择.pdf
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1、超高海拔 直流输电线路直线塔极间距选择柏晓路,王艳君,崔戎舰,吴墨非,陈媛,吕健双(中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司,武汉 ;三峡大学,湖北宜昌 )摘要:针对海拔 以上的超高海拔地区,特高压直流输电线路设计经验欠缺的问题,按照典型的 直流输电线路工程设计条件,通过电磁环境、绝缘子串长和串夹角、空气间隙的边界条件,对直线塔极间距进行研究,计算不同海拔、串夹角和冰区条件下直线塔的最小极间距取值。结果表明:电磁环境对超高海拔 特高压直流线路的极间距选择基本无影响;超高海拔轻中冰区直线塔的极间距受空气间隙、绝缘子串长及串夹角影响较大;超高海拔重冰区直线塔的极间距主要由绝缘子串长控制。关键词:
2、超高海拔;极间距;直流输电线路;特高压中图分类号:文献标志码:文章编号:(),(,;,):,(),:;收稿日期:作者简介:柏晓路(),男,高级工程师,从事架空输电线路设计工作。引言西藏自治区可开发的能源丰富,水能可开发量约 ,太阳能可开发量约,风能可开发量约 ,水电和新能源开发潜力巨大,藏电外送的需求也日益迫切。西藏自治区位于青藏高原西南部,平均海拔在 以上,素有“世界屋脊”之称。超高海拔是西藏自治区的最大特征之一,超高海拔给藏区特高压直流输电线路工程的绝缘、电磁、防雷等带来巨大挑战,我国目前设计的特高压直流输电线路海拔最高已达 ,但对 以上甚至 海拔的特高压直流输电技术研究相对较少。在特高压
3、直流输电线路工程投资中,杆塔投资占比较大,而超高海拔地区的杆塔尺寸更大,其投资占比也将更大。根据以往的工程设计经验 ,极间距增加,塔质量增加约。在满足工程绝缘配置和电磁干扰的前提下,尽可能减小极间距是控制特高压直流输电线路工程造价的关键所在。结合超高海拔 特高压直流输电线路电磁环境和绝缘配合的研究成果,对直线塔极间距取值进行分析和研究,可为后续超高海拔特高压直流输电线路的设计提供参考。基本设计条件参照超高海拔 特高压直流输电线路典型 设 计 方 案,基 本 计 算 条 件 为:额 定 电 压 为第 卷第期(总第 期)年月 吉林电力 ();系统输送功率为 ;操作过电压倍数为 ;导线型号为 (轻中
4、冰区)、或 (重 冰 区);基 本 设 计 风 速 为 ;覆冰厚度为 ;海拔高度为 。导线采用双极水平排列,绝缘子串采用串布置,极导线和地线布置见图。图杆塔极导线和地线布置极间距选择边界条件 电磁环境限值 合成电场和离子流密度在一般非居民区,直流输电线路下地面合成电场强度限值为 ,其他合成电场强度和离子流密度限值详见表。当线路邻近民房时,湿导线情况下房屋 所在地面的 未畸变 合 成 电 场 限 值 为 。表合成电场强度和离子流密度限值场所合成电场强度()晴天雨天离子流密度()晴天雨天居民区 一般非居民区 人烟稀少的非农业耕作地区 直流磁场 直流架空输电线路电磁环境控制值 规定直流输电线路电流产
5、生的磁感应强度限值为,实际上,直流线路的磁感应强度远小于该限值,一般不作为设计的控制条件。无线电干扰在海拔 及以下地区,直流架空输电线路正极性导线对地投影外 处,时间,置信度,频 率 的 无 线 电 干 扰 不 应 超 过 ();海拔高度大于 时,无线电干扰限值按照()线性修正。可听噪声海拔 及以下地区,直流架空输电线路正极性导线对地投影外 处,电晕产生的可听噪声 不应超过 ();海拔高度大于 且线路经过人烟稀少地区时,由电晕产生的可听噪声不应超过 ()。绝缘子串长和串夹角绝缘子串长和串夹角对 直流输电线路直线塔的极间距有较大影响,应根据超高海拔 直流输电线路绝缘配置的研究结论,计算要求的最小
6、极间距。空气间隙 直流线路直线塔极间距还应满足塔头空气间隙的要求,线路的空气间隙值见表,表中为海拔 、为海拔 、为海拔 、为 海 拔 。结 合 超 高 海 拔 直流输电线路空气间隙的研究结论,计算得到空气间隙所要求的最小极间距。表 直流输电线路空气间隙值 单位:参数空气间隙值工作电压 操作过电压(标幺值 )操作过电压(标幺值 )带电作业(标幺值 )带电作业(标幺值 )极间距研究 电磁环境要求的最小极间距直流线路的离子流密度、合成电场强度、可听噪声和无线电干扰都和直线塔的极导线间距有关。根据电磁环境的计算结论,选择地面离子流密度和地面合成电场强度控制极导线高度和可听噪声控制极导线 间 距。图为
7、采 用 和 导线时,在不同极间距下正极性导线对地投影外 处可听噪声值,可听噪声按照中国电力科学研究院得出的海拔 真型和模柏晓路,等:超高海拔 直流输电线路直线塔极间距选择拟试验结论进行修正。超高 海 拔 地 区 一 般 为 人 烟 稀 少 地 区,按 照 ()的限值考虑,采用 导线时,在不同海拔 满足可听噪 声限值 的 最 小 极 间 距 为 ;采用 导线时,电磁环境限值不控制极间距。图导线对地投影外 处的可听噪声 绝缘子串长要求的最小极间距根据 直流线路绝缘配合的研究结果,轻中冰区悬垂绝缘子串采用复合绝缘子,重冰区悬垂绝缘子串采用外伞型盘式绝缘子。绝缘子串的金具部分长度取 ,联板悬挂点到联板
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